JP6111638B2 - Connecting rod breakage monitoring device and monitoring method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、小端部と大端部とが一体成形されたコンロッドを、大端部において破断したときの破断状態を監視する装置及びその監視方法に関する。 The present invention relates to an apparatus for monitoring a breaking state when a connecting rod in which a small end and a large end are integrally formed is broken at the large end, and a monitoring method therefor.
エンジンのクランクシャフトとピストンとを連結するコンロッド(コネクティングロッド)は、軸部の一端に、クランクシャフトに連結する大端部を有するとともに、他端に、ピストンに連結する小端部を有している。大端部にはクランクピンが嵌合される貫通孔が、小端部にはピストンピンが嵌合される嵌合孔が、それぞれ設けられている。そして、大端部の貫通孔は、軸部に設けられた半円部と、該軸部に対して着脱可能なキャップ部に設けられた半円部と、で構成され、クランクシャフトへ連結可能になっている。 A connecting rod (connecting rod) that connects the crankshaft and piston of an engine has a large end connected to the crankshaft at one end of a shaft portion and a small end connected to the piston at the other end. Yes. A through hole into which a crank pin is fitted is provided at the large end, and a fitting hole into which a piston pin is fitted is provided at the small end. The through hole at the large end is composed of a semicircular portion provided in the shaft portion and a semicircular portion provided in a cap portion that can be attached to and detached from the shaft portion, and can be connected to the crankshaft. It has become.
このコンロッドを製造するには、軸部とキャップ部とを別体で成型することもあるが、近年では、軸部にキャップ部を素材で一体成形し、軸部からキャップ部を分離するクラッキング工法が採用されている。クラッキング工法は、コンロッドの大端部の貫通孔に一対の半割型のマンドレルを嵌合し、該半割型マンドレル間に楔を打ち込むことによって、コンロッドを貫通孔部分で2つに破断する工法である。 In order to manufacture this connecting rod, the shaft part and the cap part may be molded separately. In recent years, however, the cracking method has been adopted in which the cap part is integrally formed of the material with the shaft part and the cap part is separated from the shaft part. Is adopted. The cracking method is a method of breaking a connecting rod into two at the through- hole portion by fitting a pair of half-shaped mandrels into the through- hole at the large end of the connecting rod and driving a wedge between the half-shaped mandrels. It is.
また、破断促進部として貫通孔の左右両側にV字状の切欠きを破断部に設け、楔部材を打ち込んで該V字状の切欠き部へ応力集中を引き起こすことによって、コンロッドを破断する。このように、コンロッドを大端部において強制的に破断する工法であるため、破断位置及び破断面の性状を適切に管理する必要がある。具体的には、左右のV字状の切欠き部から軸部に直行する方向に均等に破断されるように管理することが必要である。 In addition, V-shaped notches are provided on the left and right sides of the through-hole as breakage promoting portions, and a wedge member is driven to cause stress concentration in the V-shaped notch, thereby breaking the connecting rod. Thus, since it is a construction method which forcibly fractures the connecting rod at the large end, it is necessary to appropriately manage the fracture position and the properties of the fracture surface. Specifically, it is necessary to manage such that the left and right V-shaped notches are equally broken in the direction perpendicular to the shaft.
そのための発明として、例えば、特許文献1には、コンロッドを破断するときに生じる破断荷重及び破断時間を計測し、該計測された破断荷重及び破断時間と、予め設定された所定値と、を比較することによってコンロッドの破断状態の良否を判定するようにしたものが、示されている。
As an invention for that, for example, in
しかしながら、特許文献1の発明では、破断荷重の大きさ及び破断荷重が付与される時間を基に、コンロッドの破断状態の良否を判定しており、正常にクラッキングされたにもかかわらず不良品であると検知される可能性があった。つまり、V字状の切欠き形状によっては、正常に破断されたにもかかわらず、所定値よりも破断荷重が高くなると共に破断時間が長くなり、破断不良と判定されることがあった。
However, in the invention of
例えば、V字状の切欠きの先端丸みの半径が大きい場合、又は切欠き角度が大きい場合には、V字状の切欠き部への応力集中係数が低下するため破断荷重が上昇する。また、V字状の切欠き深さが浅い場合にも破断荷重が上昇する。この場合、破断荷重は所定値より上昇すると共に、破断時間も所定値より長くなる。このように、V字状の切欠きの形状によっては、正常に破断されたにもかかわらず、破断不良と判断されることがあった。 For example, when the radius of the tip roundness of the V-shaped notch is large, or when the notch angle is large, the stress concentration factor at the V-shaped notch portion is reduced, and the breaking load is increased. The breaking load also increases when the V-shaped notch depth is shallow. In this case, the breaking load increases from a predetermined value and the breaking time becomes longer than the predetermined value. As described above, depending on the shape of the V-shaped notch, it may be determined that the fracture is not good despite the normal fracture.
また、特許文献1の発明では、破断荷重および破断時間を基に破断状態を判定しているので、左右どちらの破断部に問題があるかを判定できるものではない。さらに、破断時の荷重の変化から左右の破断時間差を読み取り、コンロッドの破断状態を推定しているが、破断時間は非常に短時間であるので、左右の破断時間差から精度よくコンロッドの破断状態を判定することは困難であった。
Further, in the invention of
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、すなわち、V字状の切欠きなどの破断促進部の形状によらず、クラッキング工法による破断不良を精度よく検出可能なコンロッドの破断監視装置及びその監視方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, that is, the breakage of the connecting rod capable of accurately detecting failure due to the cracking method regardless of the shape of the breakage promoting portion such as a V-shaped notch. An object is to obtain a monitoring apparatus and a monitoring method thereof.
前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
まず、本願の請求項1に記載の発明は、大端部と小端部とが一体成形されたコンロッドの大端部側の貫通孔に一対の半割型のマンドレルを嵌合し、前記一対のマンドレル間に楔を打ち込んでいくことにより前記コンロッドの大端部を予め前記貫通孔の左右両側に設けた破断促進部から軸部側とキャップ部側とに左右の破断部で破断したときの破断状態を監視するコンロッドの破断監視装置であって、破断時に前記キャップ部側を左右両側で保持する保持手段に設けられた左右一対の歪検出手段と、破断時に前記左右一対の歪検出手段からそれぞれ出力される検出信号に基づいて破断状態を判定する破断判定手段と、を有し、前記破断判定手段は、前記左右一対の歪検出手段によって検知される歪の左右の差を基に、前記コンロッドの前記左右の破断部の破断状態の良否を判定することを特徴とする。 In the first aspect of the present invention, a pair of halved mandrels is fitted into a through hole on the large end side of a connecting rod in which a large end and a small end are integrally formed, and the pair when broken at breaking portions of the left and right from the fracture facilitating portion provided on the right and left sides in advance the through-hole of the large end of the connecting rod by going by implanting wedges in the shaft-side and the cap portion between the mandrel A connecting rod breakage monitoring device for monitoring a breakage state, comprising a pair of left and right strain detection means provided on a holding means for holding the cap side on both the left and right sides at the time of breakage, and a pair of left and right strain detection means at the time of breakage Rupture determining means for determining a rupture state based on detection signals output respectively, and the rupture determining means is based on a difference between left and right strains detected by the pair of left and right strain detecting means. the left and right of the connecting rod And judging the quality of the cut-away of the tear portion.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記歪検出手段は、前記保持手段と、前記一対のマンドレルの少なくとも一方と、にそれぞれ左右一対に設けられていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the strain detecting means is provided in a pair on the left and right sides of the holding means and at least one of the pair of mandrels, respectively. It is characterized by.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記破断促進部は、破断用V字状切欠きであり、前記破断判定手段によって前記破断用V字状切欠きの加工状態が不良と判定された場合に、警告する警告手段を備えていることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記破断判定手段は、前記左右一対の歪検出手段によって検出される歪の左右の差が、n回以上(nは1以上の整数)連続して所定値より大きい場合に、前記破断用V字状切欠きが形状不良であると判定することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the third aspect , the break determination means has a difference between right and left strains detected by the pair of left and right strain detection means n times or more (n is It is characterized in that it is determined that the breaking V-shaped notch is defective in shape when it is continuously greater than a predetermined value.
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記破断判定手段によって前記破断用V字状切欠きが形状不良であると判定された場合に、自動工具交換機構を備えたV字状切欠き加工装置に対して自動工具交換を指示する指示手段を備えていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention of the fourth aspect , the automatic tool changing mechanism is provided when the fracture determining means determines that the V-shaped notch for fracture is defective in shape. The V-shaped notch machining apparatus is provided with an instruction means for instructing automatic tool change.
また、請求項6に記載の発明は、大端部と小端部とが一体成形されたコンロッドの大端部側の貫通孔に一対の半割型のマンドレルを嵌合し、前記一対のマンドレル間に楔を打ち込んでいくことにより、前記コンロッドの大端部を予め前記貫通孔の左右両側に設けた破断促進部から軸部側とキャップ部側とに左右の破断部で破断したときの破断状態を監視する方法であって、破断時に前記キャップ部側を左右両側で保持する保持手段に設けられた左右一対の歪検出手段によって、破断時に生じる歪を検出する第1ステップと、破断時に前記左右一対の歪検出手段からそれぞれ出力される検出信号に基づいて破断状態を判定する第2ステップと、を有し、前記第2ステップにおいて、前記左右一対の歪検出手段が検知する歪の差によって前記コンロッドの前記左右の破断部の破断状態の良否を判定することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, a pair of halved mandrels is fitted into a through- hole on the large end side of a connecting rod in which a large end and a small end are integrally formed, and the pair of mandrels Break when the big end of the connecting rod is broken in the left and right breaks from the breakage promotion part provided in advance on the left and right sides of the through hole to the shaft part and the cap part by driving a wedge in between A method for monitoring a state, wherein a first step of detecting strain generated at the time of breakage by a pair of left and right strain detection means provided on a holding means for holding the cap portion side on both right and left sides at the time of breakage, A second step of determining a fracture state based on detection signals respectively output from the pair of left and right strain detection means, and in the second step, depending on the difference in strain detected by the pair of left and right strain detection means The computer And judging the quality of the cut-away of the left and right breaking parts of the head.
また、請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の発明において、前記第1ステップにおける前記左右一対の歪検出手段は、前記一対のマンドレルの少なくとも一方にそれぞれ設けられた左右一対の歪検出手段を含むことを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the invention according to
また、請求項8に記載の発明は、請求項6又は7に記載の発明において、前記破断促進部は、破断用V字状切欠きであり、前記第2ステップにおいて、前記破断用V字状切欠きの加工状態が不良と判定された場合に、警告するステップを、さらに有することを特徴とする。
The invention according to
また、請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の発明において、前記第2ステップにおいて、前記左右一対の歪検出手段からそれぞれ出力される歪の左右の差が、n回以上(nは1以上の整数)連続して所定値より大きい場合に、前記コンロッドに備えられたV字状切欠きを形状不良であると判定するステップを、さらに有することを特徴とする。
The invention according to
また、請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の発明において、前記第2ステップにおいて、前記V字状切欠きが形状不良であると判定された場合に、自動工具交換機構を備えたV字状切欠き加工装置に対して自動工具交換を指示するステップを、さらに有することを特徴とする。
The invention according to
まず、請求項1の発明によれば、歪検出手段はキャップを保持する保持手段に左右一対に設けられているので、歪検出手段からそれぞれ出力される検出信号に基づいてコンロッドの破断状態の良否を判定できる。つまり、破断荷重の大きさ及び/又は破断荷重の付加時間に基づいてコンロッドの破断状態を誤判定する可能性を低減し、コンロッドの破断状態の良否を精度よく判定できる。 According to the first aspect of the present invention, since the strain detecting means is provided in a pair of left and right holding means for holding the cap, whether or not the broken state of the connecting rod is good or not based on the detection signals respectively output from the strain detecting means. Can be determined. That is, it is possible to reduce the possibility of erroneously determining the breaking state of the connecting rod based on the magnitude of the breaking load and / or the additional time of the breaking load, and to accurately determine whether the connecting rod is broken or not.
しかも、歪検出手段は左右一対に設けられているので、歪検出手段からそれぞれ出力される検出信号に基づいて、左右それぞれの破断部の破断状態を精度よく判定できる。 In addition, since the strain detecting means is provided in a pair on the left and right, the rupture states of the left and right rupture portions can be accurately determined based on the detection signals output from the strain detection means.
また、歪検出手段からそれぞれ出力される左右の歪、の差に基づいてコンロッドの破断状態の良否を判定できる。つまり、コンロッドの破断状態の良否を精度よく判定できる。 Further , the quality of the broken state of the connecting rod can be determined based on the difference between the left and right strains respectively output from the strain detecting means. That is, it is possible to accurately determine whether the connecting rod is broken or not.
また、請求項2に記載の発明によれば、左右一対の歪検出手段を複数組備えているので、より精度よくコンロッドの破断状態の良否をより精度よく判定できる。 In addition, according to the second aspect of the present invention, since a plurality of pairs of left and right strain detecting means are provided, it is possible to more accurately determine whether the connecting rod is broken or not.
また、請求項3に記載の発明によれば、破断不良警告手段を備えることによって、作業者に破断状態の確認を促すことができる。これによって、コンロッドの破断状態の確認をより精度良く判定できる。
Further, according to the invention described in
また、請求項4に記載の発明によれば、左右一対の歪検出手段によって検出される歪の左右の差が、所定回数以上連続して所定値より大きい場合に、破断促進部としてのV字状切欠きの形状不良と判定する。ここで、コンロッドの破断不良が連続して発生する原因として、コンロッドに設けられたV字状切欠きの加工状態が不良であることが原因として考えられる。つまり、コンロッドの破断不良が連続して発生した場合に、破断不良となる原因をV字状切欠きの加工不良であると早期に特定し、これによって、コンロッドの破断不良品の発生率を低減できる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the difference between the left and right strains detected by the pair of left and right strain detecting means is continuously greater than a predetermined value for a predetermined number of times or more, the V-shape as the breakage promoting portion. It is determined that the shape of the shape notch is defective. Here, it is considered that the failure of the breakage of the connecting rod occurs continuously because the processing state of the V-shaped notch provided in the connecting rod is defective. In other words, when failure of the connecting rod occurs continuously, the cause of the failure is identified early as a V-shaped notch processing failure, thereby reducing the incidence of defective connecting rod products it can.
また、請求項5に記載の発明によれば、左右一対の歪検出手段によって検出される歪の左右の差が、所定回数以上連続して所定値より大きく、破断判定手段によってV字状切欠きの加工状態が不良であると判定された場合に、自動工具交換機能を備えたV字状切欠き加工装置は損耗していない工具に自動的に交換する。 According to the fifth aspect of the present invention, the difference between the left and right strains detected by the pair of left and right strain detection means is continuously larger than a predetermined value for a predetermined number of times or more, and the V-shaped notch is detected by the break determination means. When the machining state is determined to be defective, the V-shaped notch machining apparatus having an automatic tool change function automatically replaces the worn tool.
これによって、破断促進部としてのV字状切欠きの形状不良を早期に解消し、コンロッドの破断不良品の発生率を低減できる。また、V字状切欠き加工用の工具の損耗状態を監視する必要なく、コンロッドの破断状態を監視することによって、工具を寿命限界まで使用することができる。これによって、工具のコストを低減できる。 Thereby, the shape defect of the V-shaped notch as the breakage promoting portion can be eliminated at an early stage, and the occurrence rate of defective breakage of the connecting rod can be reduced. In addition, the tool can be used to the end of its life by monitoring the broken state of the connecting rod without having to monitor the wear state of the V-shaped notch cutting tool. Thereby, the cost of the tool can be reduced.
また、請求項6に記載の発明によれば、破断時にキャップ部側を保持する保持手段に設けられた左右一対の歪検出手段からそれぞれ出力される検出信号に基づいて、破断判定手段はコンロッドの破断状態の良否を判定する。したがって、破断荷重の大きさ及び/又は破断荷重の付加時間に基づいてコンロッドの破断状態を誤判定する可能性を低減し、コンロッドの破断状態の良否を精度よく判定できる。 According to the sixth aspect of the present invention, the break determination means is connected to the connecting rod based on the detection signals output from the pair of left and right strain detection means provided in the holding means for holding the cap portion side at the time of breakage. Judge the quality of the broken state. Therefore, it is possible to reduce the possibility of erroneous determination of the breaking state of the connecting rod based on the magnitude of the breaking load and / or the addition time of the breaking load, and to accurately determine whether the connecting rod is broken or not.
また、歪検出手段からそれぞれ出力される左右の歪、の差に基づいてコンロッドの破断状態の良否を判定できる。つまり、コンロッドの破断状態の良否を精度よく判定できる。 Further , the quality of the broken state of the connecting rod can be determined based on the difference between the left and right strains respectively output from the strain detecting means. That is, it is possible to accurately determine whether the connecting rod is broken or not.
また、請求項7に記載の発明によれば、左右一対の歪検出手段を複数組備えているので、より精度よくコンロッドの破断状態の良否をより精度よく判定できる。 According to the seventh aspect of the present invention, since a plurality of pairs of left and right strain detecting means are provided, it is possible to more accurately determine whether the connecting rod is broken or not.
また、請求項8に記載の発明によれば、左右一対の歪検出手段によって検出される歪の左右の差が、所定回数以上連続して所定値より大きい場合に、破断促進部としてのV字状切欠きの形状不良と判定する。つまり、コンロッドの破断不良が連続して発生した場合に、破断不良となる原因をV字状切欠きの加工不良であると早期に特定し、これによって、コンロッドの破断不良品の発生率を低減できる。 According to the eighth aspect of the present invention, when the difference between the left and right strains detected by the pair of left and right strain detecting means is continuously greater than a predetermined value for a predetermined number of times or more, the V-shape as the breakage promoting portion. It is determined that the shape of the shape notch is defective. In other words, when failure of the connecting rod occurs continuously, the cause of the failure is identified early as a V-shaped notch processing failure, thereby reducing the incidence of defective connecting rod products it can.
また、請求項9に記載の発明によれば、左右一対の歪検出手段によって検出される歪の左右の差が、所定回数以上連続して所定値より大きく、破断判定手段によってV字状切欠きの加工状態が不良であると判定された場合に、V字状切欠きの加工状態が不良と判定されたことを警告する。これによって、作業者にV字状切欠きの加工状態の確認を促し、コンロッドの破断不良が連続して発生する原因を早期に特定し、コンロッドの破断不良品の発生率を低減できる。 According to the ninth aspect of the present invention, the difference between the left and right strains detected by the pair of left and right strain detection means is continuously greater than a predetermined value for a predetermined number of times or more, and the V-shaped notch is detected by the break determination means. When it is determined that the machining state is defective, a warning is given that the machining state of the V-shaped notch is determined to be defective. This prompts the operator to confirm the processing state of the V-shaped notch, identifies the cause of the continuous failure of the connecting rod, and reduces the occurrence rate of defective connecting rod products.
また、請求項10に記載の発明によれば、左右一対の歪検出手段によって検出される歪の左右の差が、所定回数以上連続して所定値より大きく、破断判定手段によってV字状切欠きの加工状態が不良であると判定された場合に、自動工具交換機能を備えたV字状切欠き加工装置は損耗していない工具に自動的に交換する。
According to the tenth aspect of the present invention, the difference between the left and right strains detected by the pair of left and right strain detection means is continuously greater than a predetermined value for a predetermined number of times or more, and the V-shaped notch is detected by the break determination means. When the machining state is determined to be defective, the V-shaped notch machining apparatus having an automatic tool change function automatically replaces the worn tool.
これによって、V字状切欠きの形状不良を早期に解消し、コンロッドの破断不良品の発生率を低減できる。また、V字状切欠き加工用の工具の損耗状態を監視する必要なく、コンロッドの破断状態を監視することによって、工具を寿命限界まで使用することができる。これによって、工具のコストを低減できる。 As a result, the shape defect of the V-shaped notch can be eliminated at an early stage, and the occurrence rate of defective breakage of the connecting rod can be reduced. In addition, the tool can be used to the end of its life by monitoring the broken state of the connecting rod without having to monitor the wear state of the V-shaped notch cutting tool. Thereby, the cost of the tool can be reduced.
まず、本発明に係るコンロッドについて説明する。図1はコンロッドを示す図であり、図1aは平面視であり、図1bは図1aの線A-Aにおけるコンロッドの断面図である。 First, the connecting rod according to the present invention will be described. FIG. 1 is a view showing a connecting rod, FIG. 1a is a plan view, and FIG. 1b is a cross-sectional view of the connecting rod taken along line AA in FIG. 1a.
図1に符号Wに示すコンロッドは、鋼鋼材で形成され、ピストンピンを支持する貫通した小径孔H1とクランクピンを支持する貫通した大径孔H2とを備え、厳密には、ロッドW1とキャップW2との二部品で構成される。ロッドW1とキャップW2とを結合するボルト用の締め付け座面SがキャップW2には左右一対で備えられている。 The connecting rod shown by the symbol W in FIG. 1 is formed of a steel material and includes a through hole small diameter hole H1 that supports the piston pin and a through hole large diameter hole H2 that supports the crank pin. Strictly speaking, the rod W1 and the cap It consists of two parts with W2. A tightening seat surface S for a bolt that joins the rod W1 and the cap W2 is provided on the cap W2 in a pair of left and right.
コンロッドWの作製方法を説明すると、コンロッドWは最初からロッドW1とキャップW2との二部品で作製されるのではなく、これらを一体にして作製される。次に小径孔H1と大径孔H2それぞれが所定の真円度になるように加工(例えば、研磨加工)し、その後、破断線BL(大径孔H2の中心を通過し、小径孔H1と大径孔H2の並列方向Bと直行する方向の線)で破断されて、ロッドW1とキャップW2との二部品にされる。 The manufacturing method of the connecting rod W will be described. The connecting rod W is not manufactured from two parts of the rod W1 and the cap W2 from the beginning, but is manufactured by integrating them. Next, the small-diameter hole H1 and the large-diameter hole H2 are each processed to have a predetermined roundness (for example, polishing), and then the fracture line BL (passes through the center of the large-diameter hole H2, The large-diameter hole H2 is broken in a direction perpendicular to the parallel direction B of the large-diameter hole H2 to form two parts, a rod W1 and a cap W2.
したがって、ロッドW1とキャップW2は、クランクピンを受けるための同一の真円度の半円状の軸受け面(破断前は、大径孔H2の内周面P)を備えることになる。 Therefore, the rod W1 and the cap W2 are provided with the same roundness semicircular bearing surface for receiving the crankpin (the inner peripheral surface P of the large-diameter hole H2 before breaking).
また、コンロッドWには、破断線BL上で破断するように破断促進部としてのV字状の切欠き(ノッチ)N1、N2が設けられている。ノッチN1、N2は、大径孔H2の破断線BL上の内周面Pの軸方向に沿って形成されており、例えばブローチ加工によって作製される。ノッチN1、N2に応力集中が起こることによって、コンロッドWは破断線BLで破断される。 Further, the connecting rod W is provided with V-shaped cutouts (notches) N1 and N2 as breakage promoting portions so as to break along the break line BL. The notches N1 and N2 are formed along the axial direction of the inner peripheral surface P on the breaking line BL of the large-diameter hole H2, and are produced by broaching, for example. When the stress concentration occurs in the notches N1 and N2, the connecting rod W is broken at the breaking line BL.
ノッチN1、N2は、大径孔H2の径方向への切欠き深さDと、切欠き角度θと、切欠き先端丸みRと、を有する。BL方向に平行な方向を左右方向とし、ノッチN1は右側の破断部に設けられ、ノッチN2は左側の破断部に設けられている。 The notches N1 and N2 have a notch depth D in the radial direction of the large-diameter hole H2, a notch angle θ, and a notch tip roundness R. The direction parallel to the BL direction is the left-right direction, the notch N1 is provided in the right-side broken portion, and the notch N2 is provided in the left-side broken portion.
以下、コンロッドWをロッドW1とキャップW2とに破断するコンロッド破断加工システム1について説明する。図2は、コンロッドの破断加工システム1の構成を概略的に示す図である。図2に示すように、コンロッドの破断加工システム1は、コンロッド破断監視装置10と、複数のV字状切欠き加工装置30(#1〜#6)と、を備えている。コンロッド破断監視装置10は、工場内イーサーネット50を介して各V字状切欠き加工装置30に接続され、互いに通信可能に構成されている。各コンロッドWは、まず、V字状切欠き加工装置30においてV字状切欠きを加工され、その後、V字状切欠きを加工した装置30の情報(例えば、30#1)と共にコンロッド破断監視装置10へ搬送される。
Hereinafter, the connecting rod breaking
次に、コンロッド破断監視装置10の構成を、図3を参照して以下に説明する。図3は、コンロッド破断監視装置10の構成を概略的に示す図である。図3に示すように、コンロッド破断監視装置10は、コンロッドWの大径孔H2に嵌合される半割型の一対のマンドレル12、14と、マンドレル12と14との間に打ち込まれる楔16と、楔16を移動させるアクチュエータ18と、一対のマンドレルに抗してコンロッドWを保持するロッド保持部20及びキャップ保持部22と、コンロッドWを破断するときにキャップ保持部22及び一対のマンドレル12、14に生じる歪を検出する歪ゲージ24と、コンロッドWの破断状態が不良である場合に警告する破断不良警告部26と、コンロッドWの破断状態の良否を判定しコンロッド破断監視装置10を制御する制御装置28と、を備える。
Next, the configuration of the connecting rod
一対のマンドレル12、14は、コンロッドWの大径孔H2に嵌合されるように構成されており、コンロッドWの大径孔H2の内周面Pに当接して押圧するための押圧面12a、14aを備えると共に、楔16と当接するテーパ面12b、14bを備える。本実施形態においては、マンドレル12はキャップ側に位置し、マンドレル14はロッド側に位置している。また、図示してはいないが、一対のマンドレル12、14は、コンロッドWの小径孔H1と大径孔H2の並列方向Bにのみ移動するように規制されている(例えば、マンドレル12、14は、並列方向Bに延びるレール上を移動するように構成されている。)。
The pair of
楔16は、コンロッドWの大径孔H2の軸方向に一対のマンドレル12、14との間に移動するように構成されており、マンドレル12、14のテーパ面12b、14bを押して、マンドレル12、14を互いに離間するように並列方向Bに移動させる。
The
アクチュエータ18は、楔16をコンロッドWの大径孔H2の軸方向に押圧して移動させるためのものである。
The actuator 18 is for pressing and moving the
以下、図4を参照して、ロッド保持部20、キャップ保持部22、歪ゲージ24の付着位置について詳細に説明する。図4はコンロッド破断監視装置10の破断加工部の構成を概略的に示す図である。
Hereinafter, with reference to FIG. 4, the attachment position of the
図4に示すように、ロッド保持部20は、ロッドW1の小端部をマンドレル14に対向して保持するように構成されており、略V字状の形態を有する。また、ロッド保持部20はマンドレル14に結合されており、マンドレル14の移動と共に、ロッドW1を保持しながら移動する。
As shown in FIG. 4, the
キャップ保持部22は、キャップW2側をマンドレル12に抗して左右両側で保持するように構成されており、キャップW2の座面Sに当接して押圧するための押圧面22aを有する。
The
歪ゲージ24a、24bは、キャップ保持部22に生じる歪を検出するためのものであり、キャップ保持部22の両側の側面22bに左右一対となるように付着されている。歪ゲージ24c、24dはキャップ側のマンドレル12に付着され、歪ゲージ24e、24fはロッド側のマンドレル14に付着されており、それぞれ左右一対となるように付着されている。マンドレルへ付着される歪ゲージ24c〜24fは、マンドレルの押圧面12a、14aの左右両端部にそれぞれ付着されている。
The strain gauges 24 a and 24 b are for detecting strain generated in the
各歪ゲージ24a〜24fには電圧が印加されており、その電圧の変化から歪を検出する。このように歪ゲージ24a〜24fを左右一対となるようにそれぞれ付着しているので、破断時に荷重のかかる部材に生じる歪を左右両側で検出できるようになっている。 A voltage is applied to each of the strain gauges 24a to 24f, and the strain is detected from a change in the voltage. As described above, the strain gauges 24a to 24f are attached to form a pair of left and right, respectively, so that strain generated in a member to which a load is applied at the time of breaking can be detected on both the left and right sides.
破断不良警告部26は、制御装置28によってコンロッドの破断状態が不良であると判定された場合に、作業者にコンロッドの破断状態が不良であることを警告し、破断状態の確認を作業者に促す。この警告には、左右どちらの破断部が破断不良と判定されたかの情報と、該コンロッドWのV字状切欠きを加工したV字状切欠き加工装置30の情報と、を含めてもよい。
When the
制御装置28は、歪ゲージ24a〜24fによって検出される歪の最大値を検出する最大歪検出部282と、コンロッドの破断状態を判定する破断判定部284と、V字状切欠き加工装置30に工具交換を指示する工具交換指示送信部286と、を有する。
The
最大歪検出部282は歪ゲージ24a〜24fによって検出される歪の最大値を検出するためのものであり、歪ゲージ24a〜24fによって検出されたそれぞれの歪変化から、歪ゲージ24a〜24f毎に破断加工1サイクル当たりの最大歪を検出する。 The maximum strain detector 282 is for detecting the maximum value of the strain detected by the strain gauges 24a to 24f, and from each strain change detected by the strain gauges 24a to 24f, for each strain gauge 24a to 24f. The maximum strain per cycle of the breaking process is detected.
破断判定部284はコンロッドの破断状態を判定するためのものである。最大歪検出部282によって検出されたそれぞれの最大歪から、歪ゲージが左右一対に付着された各部材毎に左右の最大歪の差の絶対値を演算し、該差が予め部材毎に設定された閾値X、Y、Zよりも大きい場合に、破断状態が不良であると判定する。破断不良であると判定された場合には、コンロッド破断監視装置10を停止させ、破断不良警告部26を起動する。閾値X、Y、Zは、キャップ保持部22、マンドレル12、14毎にそれぞれ予め設定された閾値である。
The fracture determination unit 284 is for determining the fracture state of the connecting rod. From each maximum strain detected by the maximum strain detector 282, the absolute value of the difference between the left and right maximum strains is calculated for each member with a strain gauge attached to the left and right pair, and the difference is preset for each member. When the threshold values are larger than the threshold values X, Y, Z, it is determined that the fracture state is defective. When it is determined that the fracture is defective, the connecting rod
また、破断判定部284は、左右一対の最大歪から左右どちらの破断部が破断不良であるかを判定する。具体的には、左右一対の最大歪の高い方向の破断部が先に破断し、最大歪の低い方向の破断部が後に破断したと判定し、後に破断した方向の破断部が破断不良であると判定する。 In addition, the break determination unit 284 determines which of the left and right broken parts is a broken defect from the pair of left and right maximum strains. Specifically, it is determined that the pair of left and right rupture portions in the direction with the highest maximum strain breaks first, the rupture portion in the direction with the lower maximum strain ruptures later, and the rupture portion in the direction in which the rupture later breaks is defective. Is determined.
作業者による破断状態の確認後にコンロッド破断監視装置10を再稼働させた場合に、破断判定部284が再び破断不良と判定し、n回以上(nは1以上の整数)連続して破断不良であると判定した場合には、工具交換指示送信部286を起動する。なお、特定の左右方向に破断不良が連続する場合に工具交換指示送信部286を起動するように構成してもよいし、特定の方向に破断不良が生じたことに限らず破断不良が連続する場合に工具交換指示送信部286を起動するように構成してもよい。
When the connecting rod
工具交換指示送信部286はV字状切欠き加工装置30に工具交換指示を送信するためのものであり、破断判定部284の破断状態による判定結果にしたがいV字状切欠き加工装置30に工具交換指示を送信する。つまり、n回以上連続して破断不良と判定された場合には、V字状切欠きの形状不良が破断不良の原因として推定されるので、V字状切欠きを形成する工具を刃先が損耗していないものに交換することによって早期に破断不良を解消できる。なお、工具交換指示には左右どちらの破断部が破断不良と判定されたかの情報が含まれる。また、工具交換指示は、該コンロッドのV字状の切欠きを加工した装置30に対して、送信される。
The tool change instruction transmitting unit 286 is for transmitting a tool change instruction to the V-shaped
次に、V字状切欠き加工装置30の構成を、図5を参照して以下に説明する。図5は、V字状切欠き加工装置30の構成を概略的に示す図である。図5に示すように、V字状切欠き加工装置30は、V字状切欠きを加工する工具32と、コンロッド保持部34と、自動工具交換装置36と、V字状切欠き加工装置の動作を制御する制御装置38と、を備えた、既知のマシニングセンタである。
Next, the configuration of the V-shaped
本実施形態においては、ブローチ加工によってV字状切欠きを形成するように構成されている。すなわち、工具32はブローチ加工用の工具であり、複数の交換式の切刃32aを有しており切刃32aが損耗した場合に、刃先が損耗していない(新品又は再研磨されたもの)切刃32aに交換できるように構成されている。なお、本実施形態に係る工具32は左右一対となる2組の切刃セット32a1、32a2を備えており、左右一対のノッチN1、N2はそれぞれの切刃セット32a1、32a2によってそれぞれ加工されるように構成されている。
In the present embodiment, a V-shaped notch is formed by broaching. That is, the
コンロッド保持部34は、コンロッドWを保持するためのものである。
The connecting
自動工具交換装置36は、V字状切欠き加工装置30の加工軸に取り付ける工具を予め収容された予備の工具32’に自動交換するためのものであり、マシニングセンタに一般的に備えられる既知の装置である。
The
制御装置38は、工具交換指示受信部382と、工具交換指示部384と、を有する。工具交換指示受信部382は、コンロッド破断監視装置10から送信される工具交換指示を受信し、工具交換指示部384を起動する。工具交換指示部384は、自動工具交換装置36に工具交換を指示する。
The
このようなコンロッド破断加工システム1によれば、まず、図3及び図4に示すように、コンロッドWをロッド保持部20、キャップ保持部22によってコンロッド破断監視装置10に取り付け、大径孔H2に一対のマンドレル12、14が嵌合される。次にアクチュエータ18によって楔16がマンドレル12、14との間に移動される。楔16がマンドレル12、14に押しあたり、該マンドレル12、14を並列方向Bに押圧し始める。
According to such a connecting rod
アクチュエータ18の楔16を押す力が序々に上げられ、それによってマンドレル12、14はコンロッドWの大径孔H2を並列方向Bに拡大していく。このとき、歪ゲージ24a〜24fは、キャップ保持部22と、一対のマンドレル12、14とに生じる歪を検出する。すなわち、キャップ保持部22と、一対のマンドレル12、14とに、圧縮応力又は引っ張り応力が作用して、歪が生じている。
The force of pushing the
さらに、アクチュエータ18の楔16を押す力が上げられると、さらにマンドレル12、14によってコンロッドWの大径孔H2は拡大して、コンロッドWはノッチN1、N2を起点として破断線BLで破断する。
Further, when the force pushing the
このとき、ノッチN1、N2の形状によって、破断の態様が異なる。具体的には、切欠き先端丸みRが小さい場合又は切欠き角度θが小さい場合には、応力集中係数が高くなるため、該ノッチへの応力集中が促進され早期に破断に至る。逆に、切欠き先端Rが大きい場合又は切欠き角度θが大きい場合には応力集中係数が低くなるため、該ノッチへの応力集中が促進されず早期に破断しない。 At this time, the mode of fracture differs depending on the shape of the notches N1 and N2. Specifically, when the notch tip roundness R is small or the notch angle θ is small, the stress concentration coefficient increases, so that stress concentration on the notch is promoted and breakage occurs early. On the contrary, when the notch tip R is large or the notch angle θ is large, the stress concentration coefficient is low, so that stress concentration on the notch is not promoted and does not break early.
同様に、径方向への切欠き深さDが深い方が破断部の幅が短くなるため、該ノッチN1、N2への発生応力が高くなり早期に破断に至る。逆に、径方向への切欠き深さDが浅い方が破断部の幅が長くなるため、該ノッチへの発生応力が低くなり早期に破断しない。すなわち、ノッチN1、N2の形状が異なる場合、左右の破断部への発生応力が異なので、左右の破断部が略同時に破断しないことになる。 Similarly, as the notch depth D in the radial direction is deeper, the width of the fracture portion becomes shorter, so that the stress generated at the notches N1 and N2 becomes higher and breakage occurs earlier. On the contrary, since the width | variety of a fracture | rupture part becomes long when the notch depth D to radial direction is shallow, the generated stress to this notch becomes low and it does not fracture early. That is, when the shapes of the notches N1 and N2 are different, since the stresses generated at the left and right broken portions are different, the left and right broken portions do not break at substantially the same time.
図6〜図9を参照して左右の破断部が略同時に破断する場合、つまり両方ともBL方向に真っ直ぐに破断する場合を説明する。図6はノッチN1、N2の形状が略同一の場合を示す図であり、図7、図8はそれぞれキャップ保持部22、キャップ側マンドレル12に付着した歪ゲージ24a〜24dによって検出した歪の変化を示す図であり、図9は破断後のコンロッドWの破断面を示す図である。
With reference to FIGS. 6 to 9, the case where the left and right fracture portions break at substantially the same time, that is, the case where both fracture straightly in the BL direction will be described. FIG. 6 is a diagram showing a case where the shapes of the notches N1 and N2 are substantially the same, and FIGS. 7 and 8 show changes in strain detected by the strain gauges 24a to 24d attached to the
図6に示すようにノッチN1、N2は、同等の切欠き先端丸みRと切欠き角度θと切欠き深さDとを有している。この場合、ノッチN1、N2への応力集中は略同一であるため、図7、図8に示すように、各歪ゲージ24a〜24dによって検出される歪の変化は略同等であるので、ノッチN1側の破断部及びノッチN2側の破断部は略同時に破断することになる。 As shown in FIG. 6, the notches N <b> 1 and N <b> 2 have the same notch tip roundness R, a notch angle θ, and a notch depth D. In this case, since the stress concentrations in the notches N1 and N2 are substantially the same, as shown in FIGS. 7 and 8, the strain changes detected by the strain gauges 24a to 24d are substantially equal. The broken portion on the side and the broken portion on the notch N2 side are broken at substantially the same time.
このとき、最大歪検出部282によってそれぞれの最大歪が検出され、破断判定部284によって、それぞれの部材毎に最大歪の左右の差が演算される。具体的には図7、図8に示すように計算された最大歪の左右の差S1、S2が、予め設定された閾値X、Yよりも低いので、破断判定部284は破断状態を良と判定する。この場合、図9に示すように、両破断部は略真っ直ぐに破断し良好な破断面を得ることができる。 At this time, each maximum strain is detected by the maximum strain detector 282, and the difference between the left and right of the maximum strain is calculated for each member by the break determination unit 284. Specifically, the left and right differences S1 and S2 of the maximum strain calculated as shown in FIGS. 7 and 8 are lower than the preset threshold values X and Y, so the break determination unit 284 determines that the break state is good. judge. In this case, as shown in FIG. 9, both broken portions can be broken almost straight and a good fracture surface can be obtained.
次に、図10〜図13を参照して左右の破断部がタイミングを異にして破断する場合、つまり一方の破断部がBL方向に真っ直ぐに破断しない場合を説明する。図10はノッチN1、N2の形状が異なる場合のV字状切欠きの一例を示す図であり、図11、図12はそれぞれキャップ保持部22、キャップ側マンドレル12に付着した歪ゲージ24a〜24dによって検出した歪の変化を示す図であり、図13は破断後のコンロッドWの破断面を示す図である。
Next, with reference to FIGS. 10 to 13, the case where the left and right fracture portions break at different timings, that is, one fracture portion does not break straight in the BL direction will be described. FIG. 10 is a view showing an example of a V-shaped notch when the shapes of the notches N1 and N2 are different. FIGS. 11 and 12 show strain gauges 24a to 24d attached to the
図11に示すようにノッチN1、N2は、切欠き先端丸みRのみ異なり、切欠き角度θ及び切欠き深さDは同等である。ノッチN2はノッチN1よりも小さな切欠き先端丸みRを有している。この場合、ノッチN2への応力集中はノッチN1よりも大きくなるので、左側に示されるノッチN2側の破断部から先に破断し、右側に示されるノッチN1側の破断部が遅れて破断することになる。 As shown in FIG. 11, the notches N1 and N2 differ only in the notch tip roundness R, and the notch angle θ and the notch depth D are the same. The notch N2 has a notch tip roundness R smaller than the notch N1. In this case, since the stress concentration on the notch N2 is larger than that of the notch N1, the fracture on the notch N2 side shown on the left side is broken first, and the fracture on the notch N1 side shown on the right side is delayed. become.
図11に示すように、ノッチN2側に付着した歪ゲージ24bによって検出される歪の最大値24b1、ノッチN1側に付着された歪ゲージ24aによって検出される歪の最大値24a1よりも大きい。これは、応力集中の大きなノッチN2側を備える左側の破断部側が右側の破断部より延びて、その結果、キャップW2を介してキャップ保持部22の左側をより押圧していることを意味する。
As shown in FIG. 11, the maximum strain value 24b1 detected by the strain gauge 24b attached to the notch N2 side is larger than the maximum strain value 24a1 detected by the strain gauge 24a attached to the notch N1 side. This means that the left rupture portion side including the notch N2 side having a large stress concentration extends from the rupture portion on the right side, and as a result, presses the left side of the
また、図12に示すように、右側の破断部に付着された歪ゲージ24cによって検出される歪の最大値24c1は、左側の歪ゲージ24dによって検出される歪の最大値24d1よりも大きい。これは、応力集中の大きなノッチN2側を備える左側の破断部側が右側の破断部よりも延びて、その結果、マンドレル12の左側がコンロッドWの内周面Pを押圧する力が弱まることを意味する。このような形状のノッチN1、N2の組み合わせでは、図13に示すように、遅れて破断するノッチN1側を備える右側の破断部は真っ直ぐにならない。
Also, as shown in FIG. 12, the maximum strain value 24c1 detected by the strain gauge 24c attached to the right fracture portion is larger than the maximum strain value 24d1 detected by the left strain gauge 24d. This means that the left rupture portion side including the notch N2 side having a large stress concentration extends from the right rupture portion, and as a result, the force with which the left side of the
つまり、ノッチN1、N2の形状が略同等の場合には、両破断部が略同時に破断し、それぞれ略真っ直ぐな破断面を得ることができる。一方、ノッチN1、N2の形状に差があり、それに伴って両破断部に生じる応力に差がある場合には、応力が高い方が先に破断し、続いて他方が破断することになる。この結果、遅れて破断した他方の破断部の破断面は、真っ直ぐとならない。 That is, when the shapes of the notches N1 and N2 are substantially the same, both fractured portions are fractured substantially simultaneously, and a substantially straight fracture surface can be obtained. On the other hand, when there is a difference in the shapes of the notches N1 and N2, and there is a difference in the stress generated in the two fracture portions, the one with the higher stress will break first, and the other will break. As a result, the fracture surface of the other fractured part that has been fractured late is not straight.
このときの、制御装置28によってコンロッドの破断状態を判定する処理内容を、図14のフローチャートを参照しながら、以下に説明する。まず、最大歪検出部282によってそれぞれの歪ゲージ24が検出した歪の変化から最大歪が検出する(ステップS101)。続いて、破断判定部284によって、それぞれの部材毎に最大値の左右の差が演算される(ステップS102)。
The processing contents for determining the breaking state of the connecting rod by the
具体的には、図11に示すように、キャップ保持部22に付着された歪ゲージ24aが検出した歪の変化の最大値は24a1であり、歪ゲージ24bが検出した歪の変化の最大値は24b1である。次に、破断判定部284は、24a1と24b1との差S1を演算し、該差と予め設定された閾値Xとを比較する。
Specifically, as shown in FIG. 11, the maximum value of the strain change detected by the strain gauge 24a attached to the
この場合、差S1は閾値Xよりも大きいので、破断判定部284は破断状態が不良であると判定する(ステップS103)。このような破断判定部284による処理は、歪ゲージが左右一対に付着された各部材毎に行われる。 In this case, since the difference S1 is larger than the threshold value X, the fracture determination unit 284 determines that the fracture state is defective (step S103). Such processing by the breakage determination unit 284 is performed for each member to which the strain gauges are attached to the left and right pairs.
さらに、破断判定部284は左右の破断部のどちらが破断不良であるかを判定し、破断不良警告部26を起動する。(ステップS104)。具体的には、各部材毎の左右の最大歪の絶対値を比較する。キャップ保持部22に付着した歪ゲージから破断不良部を判定するには、最大歪の絶対値の大きい側すなわち歪ゲージ24bを備える左側の破断部が先に破断したと判定し、右側の破断部が破断不良であると判定する。
Furthermore, the break determination unit 284 determines which one of the left and right break portions has a break failure, and activates the break
一方、マンドレル12に付着した歪ゲージから破断不良部を判定するには、最大歪の絶対値の小さい側すなわち歪ゲージ24dを備える左側の破断部が先に破断したと判定し、右側の破断部が破断不良であると判定する。すなわち、キャップ保持部22に付着した歪ゲージから破断部位を判定する場合には最大歪の絶対値が低い側の破断部が後に破断したと判定し、逆にマンドレル12、14に付着した歪ゲージから破断部位を判定する場合には最大歪の絶対値が高い側の破断部が後に破断したと判定される。
On the other hand, in order to determine a fracture failure portion from the strain gauge attached to the
破断不良警告部26は、コンロッド破断監視装置10を停止させ、作業者に破断状態が不良であると判定されたことを、破断不良と判定された破断部の左右位置の情報と共に、作業者に通知する(ステップS105)。これによって、作業者はコンロッドの破断状態が不良と判定された部位の情報を参考にして、破断されたコンロッドWの現物を確認することができる。
The breakage
コンロッド破断監視装置10を再稼働させた後も続いて、破断判定部284によってn回以上(nは1以上の整数)連続して左右どちらか特定方向の破断部の破断状態が不良であると判定された場合には、工具交換指示送信部286が起動される(ステップS106)。
Even after the connecting rod
工具交換指示送信部286は、工場内イーサーネット50を介して、工具交換指示をV字状切欠き加工装置30に工具交換指示を送信する(ステップS107)。
The tool change instruction transmission unit 286 transmits a tool change instruction to the V-shaped
V字状切欠き加工設備30は工具交換指示受信部382によって工具交換指示を受信すると工具交換指示部384を起動し(ステップS301)、工具交換指示部384は自動工具交換装置36に工具交換を指示する(ステップS302)。
When the V-shaped
つまり、n回以上連続して特定方向の破断部が不良と判定されるような場合には、ノッチN1、N2に形状差が生じていると推定されるので、該ノッチN1、N2を形成する工具32を交換することによって、ノッチN1、N2の形状差を解消することができる。この結果、ノッチN1、N2の形状差に起因した破断不良を解消することができる。
That is, when it is determined that a fracture portion in a specific direction is defective continuously for n times or more, it is estimated that there is a difference in shape between the notches N1 and N2, and thus the notches N1 and N2 are formed. By exchanging the
その後、V字状切欠き加工装置30から取り外された工具32の切刃32aは、刃先が損耗していないチップ32aに全て交換されて、自動工具交換装置36の工具収納部に収容されて、次の工具交換指示に備える。
Thereafter, the cutting blade 32a of the
なお、工具交換指示には、左右の破断部のうち、どちらの破断部が不良と判定されたかの情報が含まれているので、工具32のどちらの切刃セット32a1、32a2に問題があるか、すなわち損耗しているかを推定することができる。このため、当該問題の推定される切刃セットのみ刃先が損耗していないチップセットに交換することができる。
In addition, since the tool replacement instruction includes information on which of the left and right fracture portions is determined to be defective, which cutting blade set 32a1, 32a2 of the
しかしながら、どちらか一方の切刃セット32a1、32a2のみを、刃先が損耗していない切刃32aに交換されると、左右一対の切刃セット32a1、32a2の損耗状況が異なり、ノッチN1、N2の形状に差が生じてしまう。その結果、左右一対のノッチN1、N2の形状差に起因した両破断部への発生応力の差が大きくなるため、破断不良に至りやすい。このため、左右一対のチップセット32a1、32a2を同時に全て交換することが望ましい。さらに同時に交換することによって、工具が交換される頻度を低減すると共に、工具32を交換する作業効率を向上できる。
However, when only one of the cutting blade sets 32a1 and 32a2 is replaced with a cutting blade 32a whose blade edge is not worn, the wear state of the pair of left and right cutting blades 32a1 and 32a2 is different, and the notches N1 and N2 There will be a difference in shape. As a result, the difference in the generated stress at both fractured portions due to the difference in shape between the pair of left and right notches N1 and N2 becomes large, which tends to result in failure. For this reason, it is desirable to replace all the left and right pair of chip sets 32a1 and 32a2 at the same time. Furthermore, by exchanging at the same time, the frequency of exchanging the tools can be reduced, and the work efficiency of exchanging the
これによって、V字状切欠きの形状不良を早期に解消し、コンロッドの破断不良品の発生率を低減できる。また、V字状切欠き加工用の工具32の損耗状態を監視する必要なく、コンロッドWの破断状態を監視することによって、工具32の寿命を限界まで使用することができる。これによって、工具32のコストを低減できる。
As a result, the shape defect of the V-shaped notch can be eliminated at an early stage, and the occurrence rate of defective breakage of the connecting rod can be reduced. Further, the life of the
ただし、工具32が交換されてすぐに、工具交換指示が送信される場合がある。この場合、特定の切刃32aのみに欠損等の不具合が生じていることが原因と考えられ、当該切刃32aのみを刃先が損耗していない切刃32aに交換してもよい。これによって、切刃を全て交換する場合に比べて、切刃32aのコストを低減できる。
However, a tool change instruction may be transmitted immediately after the
また、特定のチップ32aに欠損等の問題見られない場合には、V字状切欠き加工装置30のコンロッド保持部32と工具34の位置関係に問題が生じていることが原因として考えられる。このような場合には、作業者はコンロッド保持部34と工具34との位置関係を確認することが望ましい。
Further, when no problem such as a chipping is found in the specific chip 32a, it is considered that a problem has occurred in the positional relationship between the connecting
以上により、本実施形態によれば、コンロッドWを破断分離するときに生じる歪を検出する歪ゲージ24a〜24fを、キャップ保持部22と、一対のマンドレル12、14と、に左右一対にそれぞれ設け、検出された各部材毎の最大歪の左右差の絶対値を演算し、予め設定された閾値X、Y、Zと比較することによって、コンロッドWの破断部の破断状態の良否を精度よく判定できる。
As described above, according to the present embodiment, the strain gauges 24a to 24f for detecting the strain generated when the connecting rod W is broken and separated are provided on the
つまり、破断荷重の大きさ、及び/又は破断荷重の付加時間に基づいてコンロッドWの破断状態の判定をする必要はなく、コンロッドWの破断部の破断状態の良否を精度よく判定できる。これによって、コンロッドWの破断不良品の流出を確実に防止できる。 That is, it is not necessary to determine the breaking state of the connecting rod W based on the magnitude of the breaking load and / or the additional time of the breaking load, and the quality of the breaking state of the breaking portion of the connecting rod W can be accurately determined. As a result, it is possible to reliably prevent the defective product of the connecting rod W from flowing out.
また、各部材毎の最大歪の左右差が、所定回数以上連続して閾値より大きい場合に、破断用V字状切欠きの加工状態を不良と判定するので、コンロッドの破断不良が連続して発生した場合に、破断不良となる原因をV字状切欠きの加工不良であると早期に特定し、V字状切欠き加工装置30の工具32を刃先が損耗していない工具32’に交換できる。この結果、コンロッドの破断不良品の発生率を低減できる。
In addition, when the difference between the left and right of the maximum strain for each member is greater than the threshold value continuously for a predetermined number of times or more, it is determined that the processing state of the V-shaped notch for fracture is defective. If it occurs, the cause of the breakage failure is identified early as a V-shaped notch machining failure, and the
また、上述の実施形態においては、コンロッドWの貫通孔の内周部に破断を促進するための破断促進部としてV字状切欠きの形体を有すノッチN1、N2形成したが、これに代えて、コンロッドWの外周部に破断促進部を備えるものでもよい。また、ブローチ加工によるノッチN1、N2の形成に代えて、レーザー加工によって、コンロッドWの貫通孔の内周部の破断線に沿って切欠きを形成して破断促進部を形成するものでもよい。すなわち、破断促進部の形状及び加工方法は、上述の実施形態に限定されるものではない。 In the above-described embodiment, notches N1 and N2 having V-shaped notches are formed as breakage promoting portions for promoting breakage on the inner peripheral portion of the through hole of the connecting rod W. In addition, a breakage promoting portion may be provided on the outer peripheral portion of the connecting rod W. Further, instead of forming the notches N1 and N2 by broaching, notch N1 and N2 may be formed by forming a notch along the breaking line of the inner peripheral portion of the through-hole of the connecting rod W by laser processing. That is, the shape and processing method of the breakage promoting portion are not limited to the above-described embodiment.
なお、本発明は、以上の実施形態に示すものに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims.
以上のように、本発明に係る破断監視手段を備えたコンロッドの破断装置及びその監視方法によれば、コンロッドの破断状態を精度よく判定することが可能となる。また、本発明は、コンロッドに限らず、他の金属製部品を貫通部分で破断分離する装置へも適用できることは、言うまでも無い。したがって、本発明は、金属製部品を貫通部分で破断分離する装置を使用する産業分野において好適に利用される可能性がある。 As described above, according to the connecting rod breaking device and the monitoring method provided with the breaking monitoring means according to the present invention, it is possible to accurately determine the breaking state of the connecting rod. Needless to say, the present invention can be applied not only to the connecting rod but also to an apparatus that breaks and separates other metal parts at the penetrating portion. Therefore, the present invention may be suitably used in an industrial field that uses an apparatus that breaks and separates a metal part at a penetrating portion.
1 コンロッド破断加工システム
10 コンロッド破断装置
12 ロッド側マンドレル
14 キャップ側マンドレル
16 楔
18 アクチュエータ
20 ロッド保持部
22 キャップ保持部
24 歪ゲージ
26 破断不良警告部
28 制御装置
282 最大歪検出部 284 破断判定部 286工具交換指示送信部
30 V字状切欠き加工装置
W コンロッド
W1 ロッド W2 キャップ N1、N2 ノッチ BL破断線
DESCRIPTION OF
Claims (10)
破断時に前記キャップ部側を左右両側で保持する保持手段に設けられた左右一対の歪検出手段と、
破断時に前記左右一対の歪検出手段からそれぞれ出力される検出信号に基づいて破断状態を判定する破断判定手段と、を有し、
前記破断判定手段は、前記左右一対の歪検出手段によって検知される歪の左右の差を基に、前記コンロッドの前記左右の破断部の破断状態の良否を判定することを特徴とするコンロッドの破断監視装置。 The connecting rod is formed by fitting a pair of halved mandrels into a through- hole on the large end side of a connecting rod in which a large end and a small end are integrally formed, and driving a wedge between the pair of mandrels. A breakage monitoring device for a connecting rod for monitoring a breakage state when the left and right breakage parts are broken from the breakage promoting part provided in advance on the left and right sides of the through hole to the shaft part side and the cap part side. ,
A pair of left and right strain detection means provided in a holding means for holding the cap part side on both the left and right sides when breaking;
Rupture determination means for determining a rupture state based on detection signals respectively output from the pair of left and right strain detection means at the time of rupture,
The rupture determining means determines whether the rupture state of the left and right rupture portions of the connecting rod is good or not based on a difference between right and left strains detected by the pair of left and right strain detecting means. Monitoring device.
請求項1に記載のコンロッドの破断監視装置。 The strain detection means is provided in a pair of left and right on the holding means and at least one of the pair of mandrels,
The connecting rod breakage monitoring device according to claim 1.
前記破断判定手段によって前記破断用V字状切欠きの加工状態が不良と判定された場合に、警告する警告手段を備えている、
請求項1又は2に記載のコンロッドの破断監視装置。 The breakage promoting portion is a V-shaped cutout for breakage,
A warning means for warning when the breakage determination means determines that the processing state of the breaking V-shaped notch is defective;
The connecting rod breakage monitoring device according to claim 1 or 2.
請求項3記載のコンロッドの破断監視装置。 The rupture determining means is configured to generate the V-shaped rupture when the difference between the left and right strains detected by the pair of left and right strain detecting means is greater than a predetermined value continuously n times or more (n is an integer of 1 or more). It is determined that the shape notch is defective in shape,
4. A connecting rod breakage monitoring device according to claim 3.
請求項4記載のコンロッドの破断監視装置。 Instructing means for instructing automatic tool change to a V-shaped notch processing device provided with an automatic tool changing mechanism when the break determining means determines that the V-shaped notch for breaking has a defective shape. With
The connecting rod breakage monitoring device according to claim 4.
破断時に前記キャップ部側を左右両側で保持する保持手段に設けられた左右一対の歪検出手段によって、破断時に生じる歪を検出する第1ステップと、
破断時に前記左右一対の歪検出手段からそれぞれ出力される検出信号に基づいて破断状態を判定する第2ステップと、を有し、
前記第2ステップにおいて、前記左右一対の歪検出手段が検知する歪の差によって前記コンロッドの前記左右の破断部の破断状態の良否を判定することを特徴とするコンロッドの破断状態を監視する方法。 By fitting a pair of halved mandrels into the through hole on the large end side of the connecting rod in which the large end and the small end are integrally formed, and driving a wedge between the pair of mandrels, A method for monitoring a rupture state when ruptured at left and right rupture portions from a rupture promoting portion provided on the left and right sides of the through hole in advance to the shaft portion side and the cap portion side of the large end portion of the connecting rod,
A first step of detecting strain generated at the time of breakage by a pair of left and right strain detection means provided on a holding means for holding the cap portion side on both the left and right sides at the time of breakage;
A second step of determining a rupture state based on detection signals respectively output from the pair of left and right strain detection means at the time of rupture,
A method for monitoring a broken state of a connecting rod, wherein in the second step, the quality of the broken state of the left and right broken portions of the connecting rod is determined based on a difference in strain detected by the pair of left and right strain detecting means.
請求項6に記載のコンロッドの破断状態を監視する方法。 The pair of left and right strain detection means in the first step includes a pair of left and right strain detection means provided on at least one of the pair of mandrels,
A method for monitoring a broken state of the connecting rod according to claim 6.
前記第2ステップにおいて、前記破断用V字状切欠きの加工状態が不良と判定された場合に、警告するステップを、さらに有する、
請求項6又は7に記載のコンロッドの破断状態を監視する方法。 The breakage promoting portion is a V-shaped cutout for breakage,
In the second step , the method further includes a step of giving a warning when it is determined that the processing state of the V-shaped notch for fracture is defective.
A method for monitoring a broken state of the connecting rod according to claim 6.
請求項8記載のコンロッドの破断状態を監視する方法。 In the second step, when the difference between the left and right strains respectively output from the pair of left and right strain detecting means is greater than a predetermined value continuously n times or more (n is an integer of 1 or more), the connecting rod is provided. A step of determining that the V-shaped notch formed is defective in shape;
9. A method for monitoring a broken state of a connecting rod according to claim 8.
請求項9記載のコンロッドの破断状態を監視する方法。 In the second step, when it is determined that the V-shaped notch has a defective shape, a step of instructing automatic tool change to a V-shaped notch processing device provided with an automatic tool changing mechanism, In addition,
A method for monitoring a breaking state of a connecting rod according to claim 9.
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